კონფორმაციული მოძრაობა რედოქს მგრძნობიარე გენების რეგულატორულ ცილაში

ავტორი: დავით სვინტრაძე
საკვანძო სიტყვები: OxyR, გენების რეგულაცია
ანოტაცია:

ცისტეინის დისულფიდური ბიოსენსორი, ცილა OxyR, შექცევადად და ტრანსკრიპციულად არეგულირებს ოქსიდაციური სტრესის საპასუხო გენებს Escherichia coli-ში. რედოქს ცვლილებები ცისტეინებში კონფორმაციულად გადაეცემა დიმერის ერთეულოვან შიდა ზედაპირს და ცვლის ცილის მეოთხეული სტრუქტურის კონფიგურაციას, რაც აისახება დნმ-თან ურთიერთქმედებაზე. Porphyromonas gingivalis OxyR-ში, ცისტეინის დისულფიდური კავშირების რედოქს სტატუსით გამოწვეული ლოკალური კონფორმაციული ცვლილებები, საწინააღმდეგოდ Escherichia coli-ის OxyR-ის სტრუქტურებისა, არ იწვევს OxyR-ის მეოთხეული სტრუქტურის კონფიგურაციის ცვლილებას. Porphyromonas gingivalis OxyR-ის დიმერის ჩაკეტილი კონფიგურაცია E. coli OxyR-ის დაჟანგული რეგულატორული დომენის მსგავსია, თუმცა გამოირჩევა მაღალი სტაბილობით. ამინომჟავური ჩანართები, რომლებიც გვხვდება სხვა ბაქტერიულ OxyR–ბშიც, ცვლიან რედოქს სიგნალის გადაცემის მექანიზმებს P. gingivalis–ის OxyR–ში, რის შედეგადაც ზღუდავენ დიმერის კონფორმაციულ მოძრაობას. ეს, მცირე, თუმაცა შესამჩნევი ცვლილებები ცილის კონფორმაციულ მოძრაობებში, განაპირობებენ ორგანიზმების სხვადასხვაობას. მაგალითად P. gingivalis–ის ანაერობულ თვისებას, მაშინ როცა E. coli-ის OxyR არის ფაკულტატური ორგანიზმი (თანაბრად ეგუება აერობულ და ანაერობულ გარემოებს). OxyR-ის კრისტალური სტრუქტურების ანალიზი ზუსტად განსაზღვრავს ფუნდამენტურ განსხვავებებს ორგანიზმებს შორის. E. coli-ის OxyR-ში დაშვებული კონფორმაციული გადართვა, მეოთხეული სტრუქტურების კონფიგურაციებს შორის, განაპირობებს E. coli-ის უნარს თანაბრად შეეგუოს აერობულ და ანაერობულ გარემოს. P. gingivalis-ის OxyR-ში შეზღუდული კონფორმაციული მოძრაობა ბლოკავს კონფიგურაციულ ცვლილებებს, რაც განაპირობებს ორგანიზმის ანაერობულობას. ფაკულტატურ ანაერობებში, რედოქს სტრესზე პასუხისმგებელი გენები რეგულირდებიან OxyR–ის კონფორმაციული გადართვით, ხოლო ობლიგატურ ანაერობებში და მკაცრ აერობებში კონფორმაციული გადართვა ლიმიტირებულია. აერობულ ორგანიზმებში OxyR დატყვევებულია ღია დიმერულ ფორმაში და შეუძლია გამოიწვიოს, როგორც გარკვეული გენების რეპრესირება ტეტრამერულ ფორმაში, აგრეთვე აქტივირება დიმერულ ფორმაში; ანაერობების OxyR დატყვევებულია ჩაკეტილ დიმერულ ფორმაში და შეუძლია გამოიწვიოს მხოლოდ გარკვეული გენების აქტივირება, მაშინ როცა ფაკულტატურ ორგანიზმებს შეუძლიათ კონფორმაციული გადართვა აქტიურ და რეპრესორულ კონფიგურაციებს შორის.